海上漂浮式综合发电平台设计

针对海岛区域的孤立性、海上环境的复杂恶劣性以及波浪发电的不稳定性,结合风能、太阳能、潮汐能及波浪能发电的特征,提出一种新型的海上漂浮式综合发电平台,该平台可以综合利用风电、太阳能、潮汐能、波浪能等能源,同时还可以为海岛提供大型养殖网箱。

漂浮式海上风力机三维尾流模型研究

针对漂浮式海上风电机组接地系统所处的深海环境及特殊的系泊系统,综合考虑纵荡运动对入流风速和尾流区域膨胀的影响,基于二维BP工程尾流模型,提出一种三维尾流模型(3Dksg_BP),将该模型用于全尾流区域横向和垂向风速剖面的预测。预测结果与风洞实验数据对比发现,下游1.7D、2.3D、5.0D和10.0D(D为风轮直径)等位置的预测精度均不低于97.6%。基于3Dksg_BP,研究不同频率和振幅下的纵荡运动对尾流造成的影响,结果表明:纵荡运动对尾迹的影响随频率和振幅的增大而增大,且随着下游距离的增加,纵荡运动对尾迹的影响逐渐减小。

漂浮式海上风电可视化机电联合仿真平台开发与实验

漂浮式海上风电是新能源开发的重要形态,现有漂浮式海上风电仿真平台存在过分简化机械或电气环节的弊端,难以表征其机电紧密耦合的特征,给相关教学和科研带来不便,因此亟待构建新型的漂浮式海上风电仿真平台。以漂浮式风机为对象,在FAST环境下建立高保真风机模型,在Simulink环境下搭建并网发电控制模型,再结合ParaView,联合构建了机电联合的可视化仿真平台,在不同风浪工况下研究了系统的机械动态响应和发电并网特性。仿真结果表明,联合仿真平台能实现漂浮式高精度的机电联合仿真,可为后续开展海上风电有关研究和实验教学提供有力支撑。

海上漂浮式风电机组塔筒优化方法研究

为适应复杂多变的海上环境,高效利用风资源、减少用钢成本,开展漂浮式风电机组塔筒的结构优化设计。以船载风电机组为研究对象,引入漂浮式基础的动态响应,作为影响塔筒弯曲变形的重要约束条件。在保证风电机组稳定功率输出的前提下,以质量最轻为优化目标,以塔筒构造要求和规范为基本约束条件,建立漂浮式基础风电机组塔筒的数值优化模型,并利用遗传算法完成了模型优化。结果显示,在保证风电机组稳定性和正常功率输出要求下,塔筒的质量降低了35%,刚度提高了25%。

漂浮式光伏平台的分类选型与发展展望

水上漂浮式光伏电站是一种新兴的光能捕集与发电系统,主要由光伏板、漂浮平台、系泊锚固系统、电力和敷设系统构成。文章介绍了漂浮式光伏电站的“躯干”—漂浮平台的功能要求、材料与组成,以及应用困境;重点介绍了漂浮平台的分类及其比较,并结合工程实例简要说明平台选型原则;再根据部分新型漂浮式光伏平台分析总结其发展趋势,最后提出可能的创新优化方向。

漂浮式海上风力发电机组故障诊断方法

现有的风力发电机组故障诊断方法诊断准确性低,因此文章研究漂浮式海上风力发电机组故障诊断方法。设定漂浮式海上风力发电机组的自由度方向,针对旋转运动程度来控制功率。建立漂浮式海上风力发电机组多角度运动模型,计算水中所产生的浮力,获得水面与浮台之间的刚度矩阵。显示不同模态函数IMF分量的局部特征,计算得到不同有效分量的振动值,获得振动过程中故障区域的数值参量,对故障特征进行提取。运用EMD方法对定子电流信号进行解析,并获得分量数据集进行学习与优化。通过定子电流信号与故障状态下的数据比较分析,对齿轮和滚动轴承中存在的故障进行诊断,确定其是否处于故障状态。实验结果表明,诊断正确率为98%,可以实现精准故障诊断,得到良好的诊断结果。

海上漂浮式多能互补发电装置设计与分析

海洋能是一种具有巨大能量的可再生能源,提高海洋资源利用率能有效缓解能源紧张的局面。设计了一种海上漂浮式多能互补发电装置,确定了机械结构和控制系统的总体方案;设计了中心幅盘和偏心幅盘组成的双幅盘结构,增大了叶片的工作面积;设计了行星齿轮转速耦合机构,实现了风能和潮流能驱动轴转速的耦合,两者共用一台发电机,有效利用风能和潮流能,提高了发电效率。

漂浮式海上风力发电机组独立变桨距控制技术研究

主要研究了漂浮式海上风力发电机组的独立变桨距控制技术。首先概述了当前海上风电的发展情况,重点介绍漂浮式海上风力发电机组,分析了漂浮式平台的流体动力学和运动学特征,建立了平台的模型方程。借鉴陆上风力发电机组独立变桨距控制器的控制策略,将平台的纵摇、艏摇和发电机的输出功率作为变桨距控制器的控制目标,针对风力发电机的非线性设计了专家PID控制器,利用d-q坐标变换技术将控制量分配到3个桨叶。为了验证控制器的可行性,在国外成熟的风力发电机非线性模型FAST上进行仿真试验,将结果与不对平台运动进行控制时和采用统一变桨距控制器时的结果进行对比,对比结果表明独立变桨距技术能有效减小平台的纵摇运动,并且对输出功率的影响较小。

基于AQWA的新型10 MW浮式平台运动响应分析

随着海上风机由近海进入深海,低功率的风机不再满足海上发电需求,需要设计出新的海上浮式平台来支撑更大功率的风机。基于频域与时域的分析方法,运用AQWA软件,对一种新型10 MW浮式平台在风、浪、流联合作用下的水动力性能进行研究。通过对不同浪向角下幅值响应算子(RAO)、附加质量、运动响应以及系泊张力的计算,结果表明,平台垂荡、横摇和纵摇的固有周期可以有效避开海上波浪能量集中的周期范围;在极限工况下纵荡、纵摇以及垂荡的最值分别为16.83 m、11.81°以及-6.213 m,说明有着良好的运动性能;系泊缆的安全系数为1.92,于允许安全系数1.67,能够保证平台安全运行。

岸电模式海上油气田电力综自系统适应性优化方案

随着岸电项目的不断推进,渤海油田群平台电网的用电方式随即发生变化,从最初的以透平发电机组为电源组成小型电网的模式逐步转换为从220 kV变电站直受电模式。海上平台的EMS/DMS系统不再满足实际需要,存在控制逻辑缺陷,缺少向岸电综自系统上传数据的通信模块等。随着岸电接入,陆地综合自动化系统进入海上变电站控制系统并取代原有的EMS系统,但在实际运行过程中存在“水土不服”。主要对传统陆地综自系统的海上油气田适应性进行优化。

海上漂浮式风机变桨距控制策略研究

海上漂浮式风机服役环境复杂,为了在风浪载荷的联合作用下减少漂浮式风机的发电功率以及风轮转速的波动。在FAST基础控制的基础上提出了将分数阶比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)变桨控制,来抑制风、浪载荷的影响。以美国可再生能源实验室的5 MW的OC4海上漂浮式风机为研究对象,首先建立了基于分数阶PID变桨距控制的漂浮式风机的动力学模型,结合遗传算法对控制的参数进行寻优,来提高系统的控制效果。使用了FAST与SIMULINK联合仿真,研究其对发电功率和风轮转速以及平台6自由度运动的影响,并且对变桨以后平台6自由度的运动进行了建模与分析研究。结果表明,与FAST基础PID控制器相比,基于遗传算法寻优的分数阶PID控制器具有更高的控制精度,有效降低输出功率和风轮转速的波动,而且会对6自由度的运动产生影响。

远海漂浮式海上风电平台用动态海缆的发展

漂浮式海上风电平台用动态海缆作为浮式风机与静态海底电缆间的连接设备,是实现近远海风能资源开发、远距离输送以及规模化利用的关键装备。文中按照动态海缆系统的开发脉络,从动态海缆"干式"与"湿式"结构对比、抗水树绝缘材料开发、电缆附件相关技术、动态海缆失效因素、试验方法以及工程应用等方面,全面综述了动态海缆的技术发展现状。特别针对"湿式"结构动态海缆用抗水树绝缘材料的测试方法、动态海缆系统试验标准等热点问题进行了分析,提出了目前动态海缆开发中亟待解决的问题,包括研究抗水树绝缘材料长期老化行为及机理,开发更高电压等级抗水树绝缘材料,优化附件结构及制造工艺,探求电缆系统联调测试技术,完善国标海缆相关规范与标准等。该研究可为中国动态海缆设计、关键材料开发、装备制造工艺和试验技术完善等相关方面提供参考。

漂浮式海上风电将掀起能源革新浪潮

今年3月,美国能源部发布海上风电普及战略,目标是让海上风电装机容量由现在的数万千瓦,提高至2050年的1.1亿千瓦。目前在全世界范围内普及的是固定在海底的着床式风电机组,其适合浅水海滩,很难应用于水深超过50米的海域,因此尚未大规模商用。让发电设备浮于海上的漂浮式系统成为美国海上风电战略的关键。美国能源部长珍妮·格兰霍姆强调:“这是21世纪最有潜力的清洁能源技术之一,将使美国到2035年实现无碳电力。”

漂浮式海上风电综合解决方案能力的建设

结合我国海域资源条件与漂浮式海上风电的特点,分析了漂浮式海上风电所涉及的资源分析、风电机组开发、基础设计、施工安装、运行维护、电力输送、成本分析和体系认证等领域的核心需求与技术难点,提出集合整机厂、设计院、施工单位、认证机构等各方面的资源建设漂浮式海上风电的综合解决方案,为漂浮式海上风电在我国的推广提供支撑。

漂浮式光伏发电系统漂浮平台浅析

漂浮式光伏发电站建设于可利用的水域,在一定程度上能缓解光伏发电用地紧张的问题,在近几年国内新增光伏装机规模中占比越来越大,但目前尚缺乏相应设计标准和指导手册。为此,从实际工程案例出发,对不同型式的漂浮平台,从平台受荷、占地面积、造价三方面进行了对比分析,为漂浮式光伏发电系统漂浮平台选型提供借鉴。

海上漂浮式风力发电机关键技术研究

漂浮式风力发电机组是未来海上风电的发展趋势,已成为风电行业的研究热点。通过介绍漂浮式风机的技术特点,分析了漂浮特性对机组关键部件发电机的影响,论述了发电机在设计制造过程中的关键技术难点,并重点阐述了轴系结构设计的要点及其解决方案,对发电机的设计开发具有一定的指导意义。

挪威正式启用世界首个海上漂浮式风力发电站

挪威能源巨头——挪威国家石油海德罗公司（StatoilHydro）．世界百个海上漂浮式风力发电站已在挪威海岸附近的北海正式启用。

基于张力腿平台的漂浮式风力发电机功率特性研究

针对漂浮式风力发电机在运行过程中,风力发电机伴随基础受风、浪、流冲击而摇摆运动的特点,对张力腿式漂浮式风力发电机的功率输出特性进行分析和建模。仿真与计算结果表明:漂浮式平台的运动响应会对漂浮式风力发电机的功率特性产生显著影响,可大大增加风力发电机输出功率的波动性。

挪威正式启用世界首个海上漂浮式风力发电站

据物理学家组织网报道，挪威能源巨头——挪威国家石油海德罗公司（StatoilHydro）2009年9月8日宣布，世界首个海上漂浮式风力发电站在挪威海岸附近的北海正式启用。

挪威正式启用世界首个海上漂浮式风力发电站

挪威能源巨头——挪威同家石油海德罗公司（Statoil Hydro）宣布，世界首个海上漂浮式风力发电站在挪威海岸附近的北海正式启用。